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    [技术]MTF计算 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-11-09
    描述 hj B@o#S  
    )ufg9"\  
    FRED可以计算一个给定系统MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 uK$9Ll{lk  
    ,)Ju[  
    建立系统 1#*a:F&re  
    D2!X?"[ P  
    这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 */|lJm'R  
    %Yicg6:  
    Wm"4Ae:B  
    Iw&vTU=2  
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 q<[_T  
             wNtx]t_M  
         36%nB*  
                   KJ=6n%6  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 [}/LD3  
    !2A:"2Kys:  
    hMUs" <.  
    {QZUDPPR  
    lB4GU y$  
    V\6[}J  
    M?:c)&$]D  
    =aA+~/~8%  
    rI>aAW'  
        
    H!nr^l'+  
    分析 oCi=4#g%7  
    s3O} 6  
    这个系统的点扩散函数: . DR<Te  
      •    Log (Normal PSF) OCJnjlV%  
    •    λ = 0.55 mm , GY h9  
    •    0.32 waves 3rd order spherical Vf'd*-_!Q<  
    •    EPD = 10 mm 8p9bCE>\  
    •    f/# = 9.68 C\nhqkn  
    点扩散函数如下图: a1.Ptf eW|  
    )V ;mwT!Q  
    `V"sOTb  
           P h}|dGb  
    W$rH"_@m  
    系统的点扩散函数是: ,(?po (']  
    •     Log (Normal PSF) ryCI>vJz  
    •     λ = 0.55 mm I8<,U!$  
    •     1 wave 3rd order spherical /D^"X 4!"  
    •     EPD = 13.31 mm H(2]7dRS%  
    •     f/# = 7.27 }!/$M\w  
    点扩散函数如下图: Bj}^\Pc;}  
    }_;!hdY q  
    1Q4}'0U4  
    s]mY*@a%  
    演算  eDJ fU  
    =ng\ 9y[;D  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: )m{Ye0!RD  
               O:"*q&;J  
    m-DsY  
    K+8-9$w6  
    在这个等式中变量定义如下: .YnFH$;$  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) Z]WnG'3N  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) \eb|eN0i  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx MpqZH{:?G  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); iMFgmM|  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) Wg0g/  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) .E&z$N  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) }X_;X_\3;'  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 !x>%+&c>k  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 I}t3 p|z  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) H_Kj7(=&>  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) ,4,V4 N  
    •     F == focal length(焦距 +1!qs,  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) M=*bh5t%]  
    E+tB&  
    比较 ;w-qHha  
    K ryo}  
    在下图中: xD /9F18  
    透镜EPD=10mm Ppt2A6W  
    截止频率=184lp/mm <ggtjw S  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 6uKMCQ=h  
         wwowez tER  
    npyAJp  
    在下面的图表中: A@D2+fS  
    透镜EPD=13.31 mm [NIlbjYH  
    截止频率=250 lp/mm #E+gXan  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm %#Z/2<_  
         RQB]/D\BO  
    ww{_c]My  
    l?DJJ|>O  
    杂散光对评价函数的影响
    7Irau_  
    k@D0 {z  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 1 s*.A6EP"  
    p,<&zHb>K  
    ?D)<,  
    :@xm-.D  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: M9f?q.Bv  
    pdb1GDl0q  
    )wtaKF.-  
     
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